SERS-sensor baseret på CHA-reaktion for EGFR-mutationstypning ved avanceret lungekræft

Med den fortsatte udvikling af medicinsk teknologi, især molekylærbiologisk teknologi, har målrettet terapi for lungekræft gjort hurtige fremskridt, og prognosen for målrettet terapi er blevet væsentligt forbedret sammenlignet med kemoterapi. I klinisk praksis er molekylær typebestemmelse af EGFR-mutationer befordrende for rettidig og optimal tumorbehandling. På nuværende tidspunkt omfatter almindelige detektionsmetoder Sanger-sekventering, næste generations sekventering (NGS) og RT-PCR, og de fleste af deres prøver er fra tumorvæv. Imidlertid har defekterne i vævsprøver såsom små mængder, lang detektionscyklus, heterogenitet og invasivitet bragt udfordringer med anvendelsen af ​​disse metoder. For at overvinde de mange begrænsninger, man står over for ved påvisning af genmutationer i tumorvæv, er det derfor af stor betydning at søge gennemførlige alternativer, der er lette at opnå og lav påtrængning til EGFR-mutationsscreening. Tidligere rapporter har vist, at klinisk serum-cirkulerende tumor-DNA (ctDNA) bevarer relativt fuldstændig genetisk information, og EGFR-mutationer i tumorceller kan afspejles i ctDNA i realtid. I blod har påvisningen af ​​ctDNA unikke fordele, såsom høj aktualitet, lave falske positiver og høj specificitet. Derfor, med blod som en ideel erstatning, kan lavinvasiv ctDNA-detektion blive et effektivt værktøj til flydende biopsi. Desværre er der ingen standardiseret metode til at påvise EGFR-mutationer i blodprøver. Almindelige metoder til påvisning af ctDNA omfatter NGS, mutation amplification retardation system (ARMS) og digital PCR. Disse metoder har imidlertid ulemper såsom kompleks drift, lang tid, høje omkostninger, lav følsomhed og dårlig specificitet. Derfor er der et presserende behov for en ny metode til hurtig og følsom ctDNA-typebestemmelse.

SERS er blevet et af de mest lovende værktøjer inden for biomedicinsk analyse på grund af dets fremragende optiske egenskaber. Men da kopiantallet af mutant ctDNA i blod kun er 1 % af vildtype-DNA, kan traditionel SERS-teknologi ikke opfylde de strenge betingelser for ultrasensitiv påvisning. Katalytisk hårnålesamling (CHA) er en typisk isotermisk enzymfri signalforstærkningsstrategi. For yderligere at forbedre den analytiske evne af detektionsplatformen for lav-abundance ctDNA, kombinerede vi CHA og SERS som en biosensor konstrueret som en dobbelt signalforstærkningsstrategi for at forbedre den analytiske ydeevne af detektionsplatformen for EGFR i serum. I vores tidligere undersøgelse konstruerede vi med succes en CHA-reaktionsmedieret selvkalibreret SERS-biosensor til EGFR-mutationstypning (Del-19, T790M, L858R) hos lungekræftpatienter og verificerede nøjagtigheden, sensitiviteten og specificiteten af ​​SERS-biosensoren i en lille stikprøve på 32 patienter til at være over 95 %. For at opnå det højeste niveau af klinisk evidens og virkelig opnå klinisk transformation, sigter denne prospektive, multicenter kliniske undersøgelse på at verificere den analytiske effektivitet af SERS-biosensoren til EGFR-mutationstypning hos avancerede lungekræftpatienter.